Лекційне заняття "Матричні принтери, їх характеристики, принцип побудови зображення."

Про матеріал

Матеріал лекційного заняття з предмету Периферійні пристрої на тему: "Матричні принтери, їх характеристики, принцип побудови зображення."

Перегляд файлу

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

«РОМЕНСЬКИЙ ФАХОВИЙ КОЛЕДЖ КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО ЕКОНОМІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ ІМЕНІ ВАДИМА ГЕТЬМАНА».

НАВЧАЛЬНО-МЕТОДИЧНА КАРТКА (ПЛАН) ЗАНЯТТЯ № 19

Навчальна дисципліна: Периферійні пристрої

Група: К-4-1

Дата: 09.12.2022 р.

Тема заняття: Матричні принтери, їх характеристики, принцип побудови зображення.

Вид заняття: лекція.

Мета заняття:

Навчальна: ознайомити студентів з історією розвитку принтерів, їх відмінностями; розглянути будову та принципи формування зображення матричними принтерами, переваги та недоліки їх роботи, особливості технічного обслуговування.

Розвивальна: формувати в студентів інтересу до пошуку знань, уміння аналізувати та робити висновки; розвивати системне та інженерне мислення, комунікативні здібності.

Виховна: формувати позитивні якості емоційно-вольової сфери: самостійність, наполегливість, відповідальність.

Міжпредметні та міждисциплінарні зв’язки: Архітектура комп’ютерів

Забезпечення заняття:

Наочність: мультимедійна презентація (основні визначення, схеми, малюнки), матричний принтер EPSON-LX 300+.

Роздатковий матеріал: Роздруківки схем та малюнків до лекційного матеріалу.

ТНЗ: мультимедійний комплекс.

Література:

Колесниченко О. В. Аппаратные средства РС / О. В. Колесниченко, И. В. Шишигин, В. Г. Соломенчук. – 6-е изд. перераб. и доп. – СПб. : БХВ-Петербург. 2010. – 800 с.
Остин Т., Таненбаум Э. С. Архитектура компьютера. 5-е изд. / Т. Остин, Э. С. Таненбаум, СПб. : Питер, 2007. – 844 с.
Мураховский В. И. Железо ПК. Новые возможности. / В. И. Мураховский, СПб. : Питер, 2005. – 592 с.
Розділ 6 Пристрої друкування – Периферійні Пристрої та ЕМС. Периферійні Пристрої та ЕМС. URL: http://pps.vtc.vn.ua/-6

ХІД ЗАНЯТТЯ

І. Організаційна частина заняття.

Привітання. Облік присутніх, налаштування на співпрацю і взаєморозуміння.

Перевірте чи готові ви сьогодні до заняття? Чи є відсутні? Для роботи на занятті вам потрібні: зошити, мислення, пам’ять та увага.

ІІ. Повідомлення теми, мети та основних завдань заняття. Мотивація навчальної діяльності.

Співробітникам будь-якої організації доводиться займатися обробкою великої кількості як паперової, так і електронної документації. Зрозуміло, персональний комп’ютер є основним пристроєм, призначеним для обробки даних, однак, він здатний вирішити далеко не всі виробничі завдання.

Офісна техніка повинна виконувати таку роботу, як розмноження, знищення та обрізка документації, ламінування, сканування й друк документів.

Практично в кожному офісі можна зустріти таку оргтехніку, як принтер. Принтер – це незамінний пристрій, що дозволяє перенести цифрові дані на паперовий носій.

Сучасні принтери вже давно стали незамінними пристроями не лише в офісах, а й удома. З їхньою допомогою можна не лише роздрукувати доповіді, рецепти, реферати, а й фотографії. Не менш популярними сьогодні є 3D-принтери, які можуть створювати об’ємні предмети.

Сьогодні поговоримо про досягнення в галузі виробництва принтерів.

ІІІ. Актуалізація опорних знань.

Перш ніж розглянути будову та принципи роботи матричного принтера, нам необхідно ознайомитися з історією виникнення та розвитку принтерів як периферійних пристроїв, а також основними технологіями друку.

Запитання до студентів:

На вашу думку, що послужило прообразом сучасних принтерів?
Які технології друку ви знаєте?
З якими технологіями друку ви найчастіше зустрічаєтеся в повсякденному житті?
Яка, на вашу думку, технологія друку найбільш схожа за принципом формування зображення на пращура всіх принтерів?

ІV. Засвоєння нових знань.

ПЛАН ЛЕКЦІЇ:

1. Будова матричного принтера.

2. Принцип друку матричного принтера.

3. Найчастіші несправності та їх причини.

4. Переваги та недоліки матричних принтерів.

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЇ

Пращуром усіх сучасних принтерів була друкарська машинка, яка за принципом побудови зображення дуже схожа на принтер, про який сьогодні піде мова.

Усі принтери поділяються на дві категорії: пристрої ударної та безударної дії. Матричний принтер належить до категорії пристроїв ударної дії.

Матричний принтер – найстаріший з нині використовуваних типів принтерів, його механізм був винайдений у 1964 році корпорацією Seiko Epson. Матричні принтери стали першими пристроями, що забезпечили графічне виведення твердої копії.

Технологія ця сьогодні є застарілою, але все ще використовується у випадках, коли необхідний недорогий масовий друк у великих обсягах за низьких вимог до якості одержуваного документа.

Структурна схема матричного принтера наведена на малюнку 1.

$C:\Users\Дом\Desktop\56.png$

Мал. 1 – Схема будови матричного принтера

Матричний принтер складається з головних чотирьох блоків:

a) механізмів приводу головки, паперу та фарбувальної стрічки;

б) блока електроніки;

в) блока живлення з мережними фільтрами;

г) корпуса.

Найціннішою деталлю матричного принтера вважається головка друку.

Структурна схема головки друку наведена на малюнку 2.

$C:\Users\Дом\Desktop\головка.jpg$

Мал. 2 – Будова головки друку

У матричних принтерах символи на носії формуються у вигляді крапок у матриці заданих розмірів. Для друку одного елемента зображення (крапки) використовується ударний механізм типу голки, діаметр якої близько 0,2 мм. Цим механізмом управляє, зазвичай, швидкодіючий електромагніт.

Ударні механізми з швидкодіючими електромагнітами об’єднуються в спеціальну конструкцію малогабаритної друкувальної головки. До складу головки може входити від 7 до 24 голок. Найбільш поширені головки з 9 голками.

Управління головкою реалізується за допомогою мікропроцесорного пристрою управління (контролера), який при друкуванні вибирає окремі електромагніти головки, посилаючи на них імпульси живлення у визначені моменти часу.

Надходження в електромагніт імпульсу живлення викликає його спрацьовування й удар голки на папері через фарбувальну стрічку. Внаслідок удару на папері зостаються сліди у вигляді крапок, що й формують зображення символів.

Головки можуть виконуватись у вигляді матриці. Наприклад, для дев’ятиголовкового варіанта матриця може містити 7 колонок по 9 голок кожна.

Блок реалізовується, зазвичай, на базі мікропроцесорного комплекту.

Відомо два методи руху головок: традиційний та «із запасеною енергією» (див. мал. 3).

Мал. 3 – Принцип друку: а) традиційний; б) «із запасеною енергією»

В обох випадках для ініціації руху використовується електромагніт, котушка якого охоплює голку. У першому випадку голка втягується в електромагніт, як сердечник у котушку, по якій проходить струм (як, наприклад, в електричних дзвониках). За такої умови пружина, нанизана на голку, стискується і, після вимикання струму, повертає голку на місце. Причому відскакування за рахунок пружності паперу й опорного ролика дуже допомагає швидкому поверненню на місце.

У другому випадку пружина в стані спокою напружена за рахунок дії постійного магніту. Під час друку магнітне поле котушки, через яку пропускають струм, компенсує поле постійного магніту і запасена в пружині енергія штовхає голку до барвної стрічки. Потім напрямок струму змінюють і сумарне поле котушки й постійного магніту повертає голку у вихідне положення. Для керування струмом у котушках на платі керування принтером установлені спеціальні ключові транзистори. В усіх випадках у результаті дії голки на папері ми одержуємо окрему крапку. З таких крапок і формується зображення.

Голівка кріпиться на каретці, і до неї підводиться шлейф, через який передаються сигнали на окремі голки. Каретка в зборі рухається уздовж листа паперу по спеціальних напрямних. Механізм подачі паперу матричного принтера аналогічний механізму сучасної друкарської машинки, за винятком друкуючої голівки (хоча є й машинки, що використовують голівку, аналогічну голівці матричного принтера).

Крім того, істотно розрізняються й плати електроніки.

Ліворуч і праворуч у крайньому положенні каретки встановлюються датчики, що не дають каретці заклинитися в крайньому лівому чи правому положенні. Картридж зі стрічкою або просто стрічка може кріпитися як на каретці, так і поза нею в залежності від моделі. Як правило, в малих принтерах картридж установлюється на каретці.

Особливої уваги заслуговує механізм підмотування стрічки, що дозволяє рівномірно використовувати всю довжину барвної стрічки. Механізм складається з декількох шестерень. Ведуча шестерня зубчасто-ремінною передачею зв’язана з кареткою (якщо вузол підмотування виконаний не на самій каретці). Механізм зроблений таким чином, що незалежно від напрямку руху каретки стрічка рухається завжди в одну сторону.

Матричні принтери початково розраховані на друк текстової інформації. Як правило, принтер має кілька вбудованих шрифтів і кодових таблиць. Більшість принтерів підтримують режими Condensed (друк вузьким шрифтом), Draft (швидкий друк в один прохід), і NQL (near letter quality – друк в два проходи, у цьому режимі кожна крапка пробивається два рази чи відбувається зсув крапки при другому проході, що дає більш якісне зображення і, як наслідок, меншу швидкість друку). У режимах NLQ) може використовуватися кілька різних шрифтів.

Вибір шрифту здійснюється або за допомогою кодів, що посилаються на принтер перед друком, або за допомогою клавіш панелі керування принтером. Саме тому матричні принтери усе ще мають купу кнопок й індикаторів, у той час як виробники лазерних і струменевих принтерів намагаються позбавлятися від зайвих кнопок, оскільки принтер, як правило, працює в середовищі Windows, де усім можна керувати через драйвер.

Матричні принтери все ще використовуються в даний час в основному через невимогливість до паперу й низької вартості видаткових матеріалів. Існує багато підприємств, для яких якість і швидкість друку не критичні, а критична вартість принтера. Спосіб матричного друку не дозволяє досягти високої швидкості. У той же час ринок вимагає швидкості й одночасно низьку вартість друку. А якщо є попит, є й пропозиція.

Крім того, ще одна особливість матричних принтерів робить їх незамінними для друку деяких документів: голки матричного принтера при ударі залишають слід (вм’ятину) на папері. Такий слід важко вивести (тонер лазерного принтеру можна просто здряпати, чорнило струменевого – змити). Недарма паспорти підписуються пером. Перо дряпає папір. Аналогічно працює й матричний принтер. На папері запишається слід. Навіть якщо вивести чорнило, цілком видалити сліди від голок не вдасться.

Швидкісні матричні принтери, що також інколи називають рядковими, виділяються в окремий клас принтерів у зв'язку з тим, що їхня швидкість друку прирівнюється з лазерними принтерами низької швидкості. Такі принтери знаходять своє застосування на різних підприємствах, яким необхідно друкувати великі обсяги текстової інформації й вартість друку для яких критична, а якість навпаки – не критична.

Отже, у матричного принтера кожну з крапок у колонках, з яких складають рядок, друкує окрема голка, її роботою керує мініатюрна котушка, що при пропусканні струму перетворюється в електромагніт. Опис кожного символу зберігається в ПЗП принтера у вигляді матриці. Під час друку тексту принтер витягає опис кожного символу з ПЗП і відображає його «малюнок» на папері. Але щоб друкувати так весь рядок, необхідно більше тисячі пар «котушка/голка», строго вирівняних у лінію. Створити таку конструкцію неймовірно складно і дорого, тому рядкові принтери роблять інакше.

З додаткових пристроїв для матричних принтерів найбільш популярним є так званий трактор. Трактор зазвичай являє собою дві направляючі, які кріпляться на принтері паралельно направляючої каретки, із двома засувками під перфорований папір. У повільних принтерах зазвичай використовується рулонний папір, але рядкові принтери не вміють друкувати на рулонному папері – його на цих швидкостях друку потрібно спеціально підмотувати при подачі й при прийомі.

На деяких принтерах встановлюється автоподатчик аркушів. Однак зараз такий принтер знайти важко. Цей механізм являє собою лоток для паперу, з якого він подається на друк автоматично.

Отже, коли ми розібралися з принципом роботи цього сімейства принтерів, перейдімо до найчастіших несправностей та причин їх виникнення.

Зношений носик друкуючої головки

Причини виникнення:

тривалий строк експлуатації;
використання неоригінальних витратних матеріалів.

Зношена передня матриця (фото зліва, відремонтована - фото праворуч).

Причини виникнення:

тривалий строк експлуатації;
зроблений з нейлону;
використання неоригінальних витратних матеріалів.

Зношені головки голок та голки вкриті корозією.

Причини виникнення:

використання неоригінальних витратних матеріалів;
активний хлор, що входить до складу дешевого чорнила.

Руйнування касети якорів.

Причини виникнення:

використання неоригінальних витратних матеріалів;

Зношені якорі.

Причини виникнення:

Якір може дістати до осердя котушки тільки в тому випадку, коли немає обмеження ходу голки. Це може статися, якщо:

між носиком і валиком принтера занадто великий проміжок;
зламана голка;
голки зносилися по торцю.

Зношення сердечника котушки.

Причини виникнення:

робота головки із великим зазором;
сердечник якоря стукає по сердечнику котушки;
використання неоригінального витратного матеріалу.

Коротке замиканя котушки електромагніту.

Причини виникнення обриву:

обрив при механічному впливі на плату (найпоширеніша причина);
Падіння головки друку (також може бути причиною обриву котушок);
активний хлор неоригінального чорнила перетравлює місця пайки обмоток до виводів, де немає ізоляції.

Причини виникнення короткого замикання: перегрів через великий опір голки, яка працює серед липкого неоригінального барвника.

Після розгляду всіх найчастіших несправностей можемо підбити підсумки.

Найчастіша причина всіх несправностей – це дешеві витратні матеріали, які з часом негативно впливають на вузли принтера. Але мусимо визнати, що навіть з використанням неоригінальних витратних матеріалів цей вид принтерів досить витривалий. Деякі з них працюють з 90х – 2000х років і досі.

А тепер на основі всього, що ми з вами сьогодні вивчили, спробуймо разом визначити переваги та недоліки цих принтерів.

Серед переваг варто зазначити:

низьку вартість видаткових матеріалів;
невимогливість до паперу;
досить високу надійність через простоту конструкції;
можливість роботи з безперервним (рулонним, фальцованим) і копіювальним папером.

Основними недоліками матричних принтерів є:

ціна принтера;
монохромность (не здатні друкувати в кольорі);
високий рівень шуму при роботі;
низька швидкість друку (швидкість суттєво падає при друку графіки з високою якістю).

V. Узагальнення та систематизація вивченого матеріалу

Контрольні запитання та завдання:

З яких основних блоків складається матричний принтер?
За допомогою якого механізму наноситься зображення в матричному принтері?
Яка особливість матричних принтерів робить їх незамінними для друку деяких документів?
Назвіть переваги матричних принтерів.
Назвіть недоліки матричних принтерів.
Який максимальний формат аркуша для матричного принтера?
Яка підтримувана кольоровість друку на матричних принтерах?
У чому вимірюється швидкість друку матричних принтерів?
Яка роздільна здатність матричних принтерів?
Який інтерфейс підключення матричних принтерів?